(57)【要約】【課題】透過型スクリーンの左右上端に入射する映像光のスクリーン入射角度が大きくなる場合のスクリーンの反射損失を低減して周辺部で明るい画像を得る。【解決手段】フレネルレンズシート(6)の画像発生源側の、入射光の入射角が略４０度以上になる範囲に、少なくとも前記光が入射される入射面(c)、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面(d)、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面(e)を有する入射面プリズム(10)を設けた。【選択図】  図３
2006017973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンにおいて、
フレネルレンズシートを備え、
該フレネルレンズシートの画像発生源側に、少なくとも、前記光が入射される入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有する光学要素が複数設けられることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンにおいて、
フレネルレンズシートを含み、
該フレネルレンズシートは、少なくとも、前記光が入射される入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有する複数の第１入射側プリズムを備え、
該第１入射側プリズムが、前記フレネルレンズシートの画像発生源側であって、前記光の入射角が所定以上となる領域に設けられることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項３】
前記光の入射角が４０度以上となる領域に前記第１入射側プリズムが設けられることを特徴とする透過型スクリーン請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、前記光の入射角が所定以下となる領域は平面部とされることを特徴とする請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、前記光の入射角が所定以下となる領域に、前記光が入射され、かつ該入射光を屈折して画像観視側に導くための屈折面を有する第２入射側プリズムが設けられ、該第２入射側プリズムの頂角は、前記第１入射側プリズムの頂角よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
前記フレネルレンズシートの画像観視側に、該フレネルレンズシートを通過する光を屈折して該フレネルレンズシートの光軸と略平行な光として出射するための屈折面を含む出射側プリズムを設けたことを特徴とする請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項７】
前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記平面部と対向する領域を含む範囲に出射側プリズムが設けられ、該出射側プリズムは、該フレネルレンズシートを通過する光を屈折して該フレネルレンズシートの光軸と略平行な光として出射するための屈折面を含むことを特徴とする請求項４に記載の透過型スクリーン。
【請求項８】
前記第１入射側プリズム部の材質の屈折率を、前記出射側プリズム部の材質の屈折率に比べ小さくしたことを特徴とする請求項６に記載の透過型スクリーン。
【請求項９】
前記第１入射側プリズムの屈折面から出射される光の出射角と、前記平面部から出射される光の出射角とが略等しいことを特徴とする請求項４に記載の透過型スクリーン。
【請求項１０】
前記第１入射側プリズムの屈折面から出射される光の出射角と、前記第２入射側プリズムの屈折面から出射される光の出射角とが略等しいことを特徴とする請求項５に記載の透過型スクリーン。
【請求項１１】
前記フレネルレンズシートの画像観視側に、少なくとも光を水平方向に拡散する拡散シートが配置され、
前記第１入射側プリズムの屈折面、及び前記第２入射側プリズムの屈折面から前記拡散シートに至る光路中に、画面水平及び垂直方向に映像光を拡散する拡散部材が設けられることを特徴とする請求項５記載の透過型スクリーン。
【請求項１２】
前記第１入射側プリズムの屈折面から前記出射側プリズム面の屈折面に至る光路中に、画面水平及び垂直方向に映像光を拡散する拡散部材が設けられることを特徴とする請求項５に記載の透過型スクリーン。
【請求項１３】
画像表示装置において、
画像発生源と、該画像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、フレネルレンズシートを含み、
該フレネルレンズシートの画像発生源側に、少なくとも、前記光が入射される入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有する光学要素が複数設けられることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項１４】
画像表示装置において、
画像発生源と、該画像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、フレネルレンズシートと、該フレネルレンズの画像観視側に配置された拡散シートとを含み、
該フレネルレンズシートは、少なくとも、前記光が入射される入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有する複数の入射側プリズムを備え、
該入射側プリズムが、前記フレネルレンズシートの画像発生源側であって、前記光の入射角が所定以上となる領域に設けられることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項１５】
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
該フレネルレンズシートの画像発生源側に、少なくとも、前記光が入射される入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有する光学要素が複数設けられることを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１６】
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
少なくとも、前記光が入射される入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有する複数の入射側プリズムを備え、
該入射側プリズムが、前記フレネルレンズシートの画像発生源側であって、前記光の入射角が所定以上となる領域に設けられることを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１７】
前記フレネルレンズシートの画像観視側に、該フレネルレンズシートを通過する光を屈折して該フレネルレンズシートの光軸と略平行な光として出射するための屈折面を含む出射側プリズムを設け、
前記出射側プリズムは、ポリメチルメタクリレート乃至メチルメタクリレート−スチレンの共重合体等の基材を熱圧縮成形することにより形成され、前記入射側プリズムが紫外線硬化樹脂により形成されることを特徴とする請求項１６に記載のフレネルレンズシート。
【請求項１８】
前記フレネルレンズシートの画像観視側に、該フレネルレンズシートを通過する光を屈折して該フレネルレンズシートの光軸と略平行な光として出射するための屈折面を含む出射側プリズムを設け、
基材に前記出射側プリズムを有する透明紫外線硬化樹脂層を形成され、該基材の、出射側プリズムが形成されている面とは反対の面に、前記入射側プリズムを有する透明紫外線硬化樹脂層を形成した基材が接着されることを特徴とする請求項１６に記載のフレネルレンズシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像発生源の映像を拡大投写して透過型スクリーンに表示する画像表示装置、及びこの画像表示装置に用いられるスクリーン、フレネルレンズシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型の画像表示装置（以下、「セット」と呼ぶ場合もある）は、小型画像発生源としての投写型ブラウン管や液晶表示装置などに表示された画像を投写レンズ等により拡大して透過型スクリーンに投写することにより、透過型スクリーン上に画像を形成する。
【０００３】
このような画像表示装置においては、軽量化、並びにコストと設置スペースの低減のために、薄型化(セットの奥行寸法の低減)が要求される。薄型化されたセットに対応するための透過型スクリーンの構成は、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】WO/02/27399
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セットの薄型化(奥行寸法を低減)は、投写レンズを広角化して投写距離を短縮し、更に投写レンズの光軸中心を透過型スクリーンの中心より下方にずらす(例えば投写レンズの光軸中心を透過型スクリーンの下端中心に合わせる)ことにより可能となる。
【０００６】
しかしながら、この様な構成において、例えば、スクリーン（アスペクト比１６：９）のサイズを対角６５インチ、投写レンズの投写距離を５００ｍｍ、セットの奥行を３５０ｍｍとした場合、投写レンズから透過型スクリーンの左右上端部に入射する映像光の入射角度は、６５．２度と大きくなる。図１０は、一般的な出射面フレネルレンズにおける、スクリーンへの光線入射角度と反射損失の関係を示した図である。図１０から、光線入射角が６５．２度の場合、スクリーンの反射損失は３６％と大きなものとなっていることが分かる。画像表示装置の薄型化を更に進めるとこの損失は急激に大きくなり、スクリーン左右上端部が暗くなる問題が生じる。
【０００７】
上記特許文献１は、このようなセットの薄型化に対応する透過型スクリーンとして、フレネルレンズシートの光入射面に屈折型プリズムと全反射型プリズムとを交互に設けるとともに、光出射面を平面とすることが開示されている。しかしながら、この特許文献１に記載の構成は、フレネルレンズシートの光入射面に屈折型プリズムを設ける構成としているため効率が低下し、特に映像として重要な中域映像（スクリーン上ではドーナツ状の範囲）が暗くなるという課題がある。
【０００８】
また、フレネルレンズシートに屈折型プリズムと全反射型プリズムとを設ける構成の場合、屈折型プリズムと全反射型プリズムとの境界部分において光の不連続が生じる場合がある。光の不連続が生じると、正面から見た画像に不連続部分が生じ、画質劣化の要因となる。更に、このような構成においては、屈折型プリズムで生じるフレア(光の反射，屈折乃至回折等によって発生するもので、光がぼやける現象)の方向と、全反射型プリズムで生じるフレアの方向とが異なる場合がある。これらフレアの方向が互いに異なると、正面から画像を観視した場合は同じ明るさでも、少しでも見る方向(角度)が変わると明るさが異なって見える。このような発生方向の異なるフレアも画質劣化の要因の一つとなる。
【０００９】
この様に、画像表示装置の薄型化に対応する透過型スクリーンでは、スクリーンの入射面における光の反射損失を低減するとともに光の利用効率を向上させて、画像を明るくする(すなわち画像の明るさ低減を特に外周部において抑制する)ことが課題である。また、特に画面を観視して容易に判る光の不連続や発生方向の異なるフレアによる画質劣化を抑制することも課題である。
【００１０】
本発明は、上記のような課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、高画質な画像を得つつ画像表示装置の奥行を短縮するのに好適な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、フレネルレンズシートの画像発生源側に、光が入射される入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有する光学要素が複数設けたことを特徴とするものである。この光学要素（以下、第１入射側プリズムと呼ぶ）は、フレネルレンズシートの画像発生源側の、光の入射角が所定以上（例えば４０度以上）となる領域に設けられる。
【００１２】
上記本発明の構成によれば、例えばスクリーン端部に入射される入射角度の大きい（例えば４０度以上）光を、上記第１入射側プリズムの入射面、出射面及び屈折面の３段階で屈折して出射する。これにより、入射角の大きい光の出射方向をフレネルレンズシートの光軸と平行な方向に近づけることができ、スクリーン端部に入射される光を、スクリーン上に画像を形成するための光として有効に利用することが可能となる。従って、本発明によれば、スクリーン端部における光の損失を低減して画面周辺部でも明るい画像を得ることが可能となる。また本発明では、入射側プリズムは反射面を有さず、屈折面だけで構成されるため、プリズムで生じるフレアの方向を一致させることができ、フレアによる画質劣化を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、フレネルレンズシートの画像発生源側の、光の入射角が所定以下となる領域を平面部としてもよく、また入射光を屈折して画像観視側に導くための屈折面を有する第２入射側プリズムが設けてもよい。このとき、上記平面部、または第２入射側プリズムの屈折面から出射される光の出射角と、前記第１入射側プリズムの屈折面から出射される光の出射角とを略等しくすることが好ましい。
【００１４】
また、フレネルレンズシートの画像観視側に、該フレネルレンズシートを通過する光を屈折して該フレネルレンズシートの光軸と略平行な光として出射するための屈折面を含む出射側プリズムを設けてもよい。この出射側プリズムは、上記平面部と対向する領域を含む範囲に設けられてもよい。更に、第１入射側プリズム部の材質の屈折率を、出射側プリズム部の材質の屈折率に比べ小さくしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高画質化しつつ画像表示装置の薄型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は本発明による画像表示装置の一部断面斜視図である。画像発生源１は投写型ブラウン管や反射型や透過型の液晶パネル、微小なミラーを複数備えた表示素子等の画像変調素子などから構成され小型の画像を表示する。光学部品である投写レンズ２は、前記画像を背面投写型スクリーン３に投写するが、一般に投写距離が長いことから、画像表示装置の奥行を低減するために反射ミラー４がその光路の途中に設けられている。これらの要素は、筐体５の内部に収納された所定位置に固定される。
【００１８】
図２は本発明に係る背面投写型スクリーン３の構造を示す模式図である。矢印ｂの方向から投写される拡大投写映像（図示せず）は、フレネルレンズシート６で略平行光ないし若干内側を向く光に変換されレンチキュラーレンズシート７に入射する。レンチキュラーレンズシート７は、図のようにスクリーン画面垂直方向を長手方向とするレンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に複数配列された形状になっており、前記映像光をスクリーン画面水平方向に拡散する働きをする。また、レンチキュラーレンズシート７の出射面には、画面垂直方向に延びるブラックストライプが形成されており、スクリーン出射側から入射される外光を吸収する。また、レンチキュラーレンズシート７には拡散材９が練り込まれており、前記映像光をスクリーン画面水平及び垂直方向に拡散する働きをする。図２に示された本発明に係る背面投写型スクリーンの実施形態は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側に、屈折型の光学要素として、複数の入射側プリズム１０が設けられている。この入射側プリズム１０は、矢印ｂの方向から投写される光のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に設けられる。そして、本実施形態は、入射側プリズム１０が、入射光線が入射する入射面、該入射面から入射された光を屈折して出射する出射面、及び該出射面から出射された光を屈折して前記フレネルレンズシートの画像観視側に導く屈折面を有することを特徴とするものである。
【００１９】
このプリズム部１０の作用について、図３を用いて説明する。図３は、図２に示されたフレネルレンズシート６の縦断面図で、背面投写型スクリーン３の左（右）上端近傍部分の拡大図である。図中の矢印は光線の方向を表す。図３に示されるように、フレネルレンズシート６の画像発生源側には入射側プリズム部１０が設けられ、画像観視側には屈折型の出射側プリズム部１１が設けられる。画像発生源側から入射してくる光線は、入射側プリズム部１０のｃ面（入射面）に入射して屈折され、その後ｄ面（出射面）から出射して一旦空気中を通過後に、ｅ面(屈折面)に入射して屈折する。その後、出射側プリズム部１１で屈折して観視側に略水平（フレネルレンズシート６の光軸と平行な方向）に出射する。ここで、ｅ面とフレネルレンズシート６の主平面との為す角度を大きくする（すなわちｅ面の画像発生源側への突出を大きくする）ことにより、屈折後の光線角度を略水平にすることができる。本実施形態では、ｅ面の上記角度を小さく（すなわちｅ面をフレネルレンズシート６の主平面に近づける）して屈折後の光線角度を大きい状態に保ち、上記出射側プリズム部１１で屈折して画像観視側に略水平に出射するようにしている。この理由について図４により説明する。
【００２０】
図４は、本発明に係るフレネルレンズシート６の縦断面図で、画像発生源側に設けられた第１入射側プリズム部１０と平面部１２との境界部分の拡大図である。図４に示されるように、フレネルレンズシート６の画像発生源側の、所定の入射角度(例えば４０度)以下で映像光が入射される領域は、第１入射側プリズム部１０が設けられていない平面部１２とされている。当該領域に入射される光はその入射角が小さいために、図１０に示されるように反射損失が少ない。このため、入射光の入射角が小さい領域は、第１入射側プリズム１０と同様なプリズムを設けるよりも、平面形状としたほうが、反射損失が少なく効率が良い。よって、本実施形態では、フレネルレンズシート６の画像発生源側の、入射光の入射角が小さい領域を平面部１２として、当該領域における光の利用効率を向上している。また、フレネルレンズシート６の画像観視側は、通常の出射面フレネルレンズとして、出射側プリズム部１１が設けられる。このように、本実施形態では、フレネルレンズシート６の画像発生源側の面形状が、平面部１２から第１入射側プリズム部１０を設けた部分に突然変わることになる。従って、この面形状の突然の変化に伴う画像光の乱れが映像に現れないようにする必要がある。
【００２１】
ところで、フレネルレンズシート６は、入射側プリズム部１０を含む画像発生源側の部分と、出射側プリズム部１１を含む画像観視側の部分とが別々に成型される。このため成型精度が低いと、フレネルレンズシート６の入射側プリズム部１０と出射側プリズム部１１との間に位置的なずれ（スクリーン垂直もしくは水平方向へのずれ）が生じる場合がある。上記画像光の乱れは、この位置的なずれが生じる場合に発生もしくは目立ち易くなる。本実施形態では、このような位置的なずれに伴う上記画像光の乱れを抑制するために、図４に示されるように、入射側プリズム部１０のｃ面に入射してｄ面を通過し、ｅ面で屈折されて出射側プリズム部１１のf面に入射する光線の角度と、平面部１２に入射して屈折された後、屈折型プリズム部１１のf面に入射する光線の角度とを、略等しく設定する。そして、上記境界部分を挟む範囲における４〜５個の出射側プリズム部１１の角度（フレネルレンズシート６の主平面と出射側プリズム部１１の屈折面fとの為す角度）とを互いに等しくすれば、上記位置的なずれが生じた場合でも、フレネルレンズシート６から出射する光線の角度は一定に保たれる。従って、このような構成によれば、上記位置的なずれが生じた場合でも、上記画像発生源側の面形状の変化に伴う画像光の乱れを抑制することができる。
【００２２】
次に、本実施形態における出射側プリズム部１１のプリズム角（フレネルレンズシート６の主平面と出射側プリズム部１１のf面との為す角度）について図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、フレネルレンズシート６内部の光線角度（屈折型プリズム部１１のf面に入射する光線の角度と等価）と本実施形態におけるフレネルレンズシート６の出射側プリズム部１１のプリズム角との関係を表し、図５（ｂ）は、同じフレネルレンズシート６の、スクリーンへの光線入射角と反射損失との関係を示している。尚、図５（ａ）において、実線は出射側プリズム部１１のプリズム角を示し、点線は、フレネルレンズシート６内部の光線角度を示している。図５（ａ）に示すように、スクリーンへの光線入射角が５５度の点からそれ以降の領域においては、出射側プリズム部１１のプリズム角は７５度一定になっている。一方、フレネルレンズシート６の画像発生源側の、スクリーンへの光線入射角が５５度の点からそれ以降の領域においては、入射側プリズム部１０が設けられる。従って、フレネルレンズシート６の入射側プリズム部１０の屈折面（ｃ面）から出射して出射側プリズム部１１に入射する光の角度と、平面部１２から出射して出射側プリズム部１１に入射する光の角度とがほぼ同じであり、かつ出射側プリズム部１１のプリズム角が７５度と一定であるため、フレネルレンズシート６から出射する光線の角度は一定に保たれる。
【００２３】
また、本実施形態に係るフレネルレンズシート６の光の損失は、図５（ｂ）に示されるように、スクリーンへの光線入射角が５５度以上においてもほぼ一定である。すなわち、本実施形態によれば、図１０に示されるように、スクリーンへの光線入射角が所定値を越える領域において、反射損失が急激に大きくなることが抑制される。
【００２４】
前述の図５（ａ）（ｂ）では、入射側プリズム部１０と出射側プリズム部１１を構成する材料の屈折率を１．４５としているため光の損失が３５％と大きい。この損失を小さくするためには、出射側プリズム部１１を構成する材料の屈折率を大きくしてその屈折力を大きくすればよい。出射側プリズム部１１を構成する材料の屈折率を１．５０とし、入射側プリズム部１０を構成する材料の屈折率を１．４５とした場合を例にして、当該スクリーンの損失について次に説明する。
【００２５】
図６（ａ）は、出射側プリズム部１１を構成する材料の屈折率と入射側プリズム部１０を構成する材料の屈折率とを異ならせた実施形態における、フレネルレンズシート内部の光線角度（屈折型プリズム部１１のf面に入射する光線の角度と等価）と出射側プリズム部１１のプリズム角との関係を示している。図６（ｂ）は、同実施形態において、フレネルレンズシート６の、スクリーンへの光線入射角と反射損失との関係を示している。尚、図６（ａ）において、実線は出射側プリズム部１１のプリズム角を示し、点線は、フレネルレンズシート６内部の光線角度を示している。図６（ａ）に示すように、スクリーンへの光線入射角が５５度の点からそれ以降の領域においては、出射側プリズム部１１のプリズム角は、光線入射角度が大きくなるに従って徐々に小さくなっている。一方、フレネルレンズシート６の画像発生源側の、スクリーンへの光線入射角が５５度の点からそれ以降の領域においては、入射側プリズム部１０が設けられており、その屈折面であるｅ面の角度（ｅ面とフレネルレンズシート６の主平面との為す角度）は、スクリーンへの光線入射角が大きくなるにつれて徐々に大きくしている。このときの、フレネルレンズシート６における光の損失は、図６（ｂ）のように入射側プリズム部１０の開始点をピークに、スクリーンへの光線入射角が大きくなるにつれて徐々に小さくなっている。通常の画像表示装置では、図５に示された特性のものを用いればよいが、周辺が特に暗くなるような画像表示装置では、図６に示された特性のものを用いることにより、周辺部を更に明るくすることができる。
【００２６】
このように、本実施形態ではフレネルレンズシート６の各プリズムの角度、プリズム部を構成する材料の屈折率を設定することにより、画像表示装置の特性に合わせた明るさの分布の設計が可能である。
【００２７】
ここで、入射側プリズム部１０と出射側プリズム部１１が全く同じピッチで、両者がずれなく配置されていれば、モアレは発生しない。ところが、両者が位置的にずれているとモアレが発生するる。このようなモアレの発生を抑制するための実施形態について、以下に説明する。
【００２８】
図７は、本発明に係るフレネルレンズシート６の他の実施形態を示す縦断面図であり、入射側プリズム部１０と平面部１２との境界部分の拡大図である。図７に示すように、フレネルレンズシート６の画像発生源側の、所定の入射角度(例えば４０度)以下で映像光が入射される領域は第１の平面部１２であり、フレネルレンズシート６の画像観視側の、第１の平面部１２と対向する領域は出射側プリズム部１１が設けられる。また、フレネルレンズシート６の画像発生源側の、所定の入射角度(例えば４０度)以上で映像光が入射される領域は入射側プリズム部１０が設けられていて、フレネルレンズシート６の画像観視側の、入射側プリズム部１０の形成領域と対向する領域は、第２の平面部１３とされている。
【００２９】
図７において、画像発生源側からの光線は、入射側プリズム部１０のｃ面（入射面）に入射した後、ｄ面（出射面）から出射して一旦空気中を通過した後に、ｅ面(屈折面)に入射して屈折する。ここで、入射側プリズム部１０のｅ面の角度（ｅ面とフレネルレンズシート６の主平面との為す角度）を大きくすれば、ｅ面で屈折され出射された光線の角度を略水平にすることができる。この場合、画像観視側の入射側プリズム部１０と対向する領域に出射側プリズム部１１を設けなくても、フレネルレンズシート６の出射光を略並行光にできる。このため、画像観視側の入射側プリズム部１０と対向する領域を平面形状、すなわち第２の平面部１３とすることができる。この結果、入射側プリズム部１０と出射側プリズム部１１とが互いに干渉する領域が減少するので、入射側プリズム部１０と出射側プリズム部１１とが互いに位置的にずれていても、モアレの発生抑制することができる。
【００３０】
ここで、フレネルレンズシート６内を進行する光線の角度が互いに異なっていると、フレネルシート６内において光線が互いに交差して、出射した後の光線角度が略並行にならない。この場合、上述した画像発生源側の面形状の変化に伴う画像光の乱れが映像現れる可能性がある。しかしながら、フレネルレンズシート６の厚さが薄い場合には、上記したフレネルレンズシート６内の光線角度が異なっても、フレネルレンズシート６から光が出射する時点で光線の交差が少ない。更に、本実施形態では、出射した後の光線角度を略水平にしているので、上記画像発生源側の面形状の変化に伴う画像光の乱れが映像に現れることを抑制する。
【００３１】
モアレの発生を抑制するための更に他の実施形態を次に説明する。図８は本発明に係るフレネルレンズシート６の更に他の実施形態を示している。図８に示されるように、図７で平面部１２とした領域は、別の入射側プリズム部１４が設けられている。ここでは、２つの入射側プリズム部を区別するために、入射側プリズム部１０を第１入射側プリズム、入射側プリズム１４を第２入射側プリズムと呼ぶこととする。第１入射側プリズム部１０は、図４に示したものと同じものであり、また図４と同一番号、同一符号は同一部品、同一部分を表すものとする。
【００３２】
図８において、フレネルレンズシート６の画像発生源側の、スクリーンへの光線入射角が所定以上の領域には第１入射側プリズム部１０が設けられ、光線入射角が所定以下の領域には第２入射側プリズム部１４が設けられている。第２入射側プリズム部１４は、画像発生源側からの入射光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面ｇを有している。またフレネルレンズシート６の画像観視側は、平坦な平面部１３としている。この実施形態では、第２入射側プリズム部１４の高さ（画像発生源側へのプリズムの突出量）は、第１入射側プリズム部１０よりも小さく、また第２入射側プリズム部１４の頂角は第１入射側プリズム部１０の頂角（ｃ面とｄ面との為す角度）よりも大きい。更に、第２入射側プリズム部１４のｇ面とフレネルレンズシート６の主平面との為す角度は、第１入射側プリズム部１０のｃ面またはｄ面とフレネルレンズシート６の主平面との為す角度よりも小さくしている。そして、第２入射側プリズム部１４のｇ面からの出射光と、第１入射側プリズム部１０のｅ面からの出射光とが互いに略平行で、かつフレネルレンズシート６の光軸とも平行となるように、ｇ面及びｅ面の角度が設定される。このような構成によれば、フレネルレンズシート６の画像観視側面に出射側プリズム１１を設けなくても、フレネルレンズシート６からの出射光を平行にすることができる。従って、本実施形態によれば、フレネルレンズシート６の画像発生源側のみにプリズム等を形成すればよいため、入射側プリズムと出射側プリズムとの干渉によるモアレの発生はなく、更に製造も容易となる効果がある。
【００３３】
更に、第１入射側プリズム部１０、及び第２入射側プリズム部１４を透過したフレネルレンズシート６内の光線は、ともに略並行になっている。このため、フレネルレンズシート６の画像発生源側における、プリズム形状の突然の変化に伴う画像光の乱れが映像に現れることはない。
【００３４】
また、モアレを防止または軽減するのに、光を拡散させるようにしてもよい。フレネルレンズシート６が第１または第２入射側プリズム１０、１４を有する場合には、これらプリズムの屈折面から拡散シートに至る光路中に、画面水平及び垂直方向に映像光を拡散する拡散部材を設ける。この拡散部材は、例えば粒子状の光拡散材でよい。また、フレネルレンズシート６が第１または第２入射側プリズム１０、１４と出射側プリズム部１１とを有する場合には、第１または第２入射側プリズム１０、１４の屈折面から出射側プリズム部１１の屈折面に至る光路中に上記拡散部材を設ける。これにより、更にモアレを低減することができる。
【００３５】
一般的にフレネルレンズシートのプリズム部の成型は紫外線硬化樹脂を使って行われるが、フレネルレンズシートの両面にプリズムを設ける場合は、光の効率やモアレの発生防止などのために、両面のプリズムの位置合わせが必要になる。
【００３６】
本発明に係るフレネルレンズシートの製造方法の一例について、図９を用いて以下に説明する。フレネルシート６を構成する透明基材１６には、出射側プリズム１１が成型される。透明紫外線硬化樹脂層１５には、紫外線硬化法で入射側プリズム部１０が形成される。該透明紫外線硬化樹脂層１５のプリズム部１０が形成されていない面と、前記透明基材１６の屈折型プリズム１１が形成されていない面とを接着層１７で接着固定する。
【００３７】
ここで、紫外線硬化樹脂で入射側プリズム部１０だけでなく平面部１２も形成し、これらを一体として透明紫外線硬化樹脂層１５としてもよい。
【００３８】
また、透明基材１６には、例えばポリメチルメタクリレート乃至メチルメタクリレート−スチレンの共重合体等の基材を用い、熱圧縮成形で出射側プリズム１１を得ることができる。また、入射側プリズム部１０が形成された透明紫外線硬化樹脂層１５の透明基材（図示せず）には、紫外線硬化樹脂の接着を容易にするために表面処理が施されたポリエチレンテレフタレートを、また接着層１７には透明度の高いアクリル系の接着剤を用いることができる
本発明に係るフレネルレンズシートの製造方法として、入射側プリズム部１０が形成された透明基材と出射側プリズム１１が成型された透明基材１６とを接着層１７で接着固定した例を説明したが、透明紫外線硬化樹脂層１５を直接透明基材１６上に積層し、紫外線硬化法で入射側プリズム部１０を形成してもよい。
【００３９】
また、透明基材１６としてポリメチルメタクリレート乃至メチルメタクリレート−スチレンの共重合体を用い、これを熱圧縮成型により出射側プリズム部１１が形成する例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、紫外線硬化法で出射側プリズム部１１を形成してもよい。
【００４０】
本発明によれば、セットを薄型化する場合に透過型スクリーンの左右上端に入射する映像光の入射角度が過大となっても、スクリーンの反射損失を抑えることができる。また、本発明によれば、フレネルレンズシートで生じるモアレ現象を低減することができる。従って、本発明によれば、薄型化されたセットに対応可能な、スクリーン左右上端まで明るい画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明が適用される画像表示装置の一例を示す図。
【図２】本発明に係る投写型スクリーン３の構造を示す模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図５】本発明の一実施形態に係るフレネルレンズシート６の光学特性を示す図。
【図６】本発明の一実施形態に係るフレネルレンズシート６の光学特性を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図８】本発明の更に他の実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図９】本発明に係るフレネルレンズシートの製造方法の一例を説明する図。
【図１０】一般的な出射面フレネルレンズのスクリーンへの光線入射角度と反射損失の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…画像発生源、２…投写レンズ、３…透過型スクリーン、４…反射ミラー、５…筐体、６…フレネルレンズシート、７…拡散シート、１０…(第１)入射側プリズム部、１１…出射側プリズム部、１２…（第１）平面部、１３…（第２）平面部、１４…第２入射側プリズム部、１５…透明紫外線硬化樹脂層、１６…透明基材、１７…接着層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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